基于鲁班工坊的物联网应用技术专业国际化教学探索与研究

(天津渤海职业技术学院，天津 300402)

一、引言

2016年3月8日，天津渤海职业技术学院在泰国大城技术学院建立的“鲁班工坊”正式挂牌，在泰国及东南亚引起强烈反响。它是中国职业教育对外开放、助推“一带一路”倡议的具体行动。物联网EPIP实训室作为中泰鲁班工坊的重要组成部分，成为在海外建成的首个鲁班工坊物联网专业实训室，它承担着推广工程实践创新(EPIP)职业教学模式，培养物联网专业留学生，进行技术服务输出的重要功能。2018年9月，与泰国大成学院合作招收的首批物联网专业留学生来到中国进行学习。本文是以鲁班工坊物联网专业留学生培养为背景，对物联网应用技术专业国际化教学模式和教学方法进行了探索和研究。

二、需要解决的问题

(一)如何与泰国专业进行对接的问题

泰国大成学院没有物联网及相关专业，留学生只学习过一些基础的计算机理论和操作课程，包括信息技术基础、电工技术等课程。对物联网工程实施和物联网应用软件开发方面的学习较薄弱，与物联网应用技术专业的“培养具备物联网工程实施、维护和软件二次开发能力”的专业培养目标有较大的差异，如何进行专业对接，在规定的时间内顺利完成专业核心能力培养是必须要解决的重要问题。

(二)如何解决学生语言交流的问题

泰国留学生汉语水平较差，英语水平一般。在教学过程中会大量使用中文教材、中文课程资源和软件，在这个过程中如何让学生看得懂、听得明白也是要解决的问题。

(三)如何进行教学模式和课程体系创新的问题

工程实践创新(EPIP)职业教学模式吸收了德国、美国等先进的职教理念和方法，结合我国的实际情况，是一种以项目实践为统领的应用型技术技能型人才培养新途径。如何在国际化教学过程中更好地突出EPIP教学模式的优势、如何调整课程体系和内容，使之更加适应于EPIP教学模式也是需要解决的问题。

三、具体的做法

(一)对标国际标准，确立国际化专业培养目标

通过查阅文献等途径，学习美国、德国等先进国家的职业教育模式和与物联网产业的相关的教学标准和开发思路，准确把握世界职教发展和趋势。深入企业，了解物联网产业发展趋势和技术潮流，准确把握企业对人才的能力需求。美国目前普遍采用的是企业模式的职业教育模式，高等职业教育由社区学院承担和实施。由于是企业主导的，所以美国的职业教育更加具有针对性和实用性，学生可以边干边学，成本效益好，具有很强的专业性和连续性。培养的学生具有专业、深入的特点。但是也存在缺乏理论教学的系统性和职业技术技能较为单一的局限性。物联网是一个交叉的学科，美国的大学中目前较少将物联网作为一个专业开设，更多的是根据所学习的内容在计算机类专业或电子工程专业中开设相应的课程，具体的内容包括：Big Data(大数据), Machine Learning(机器学习)， Artificial Intelligence(人工智能)，Robotics(机器人)等。北美地区广泛采用的CBE(能力本位课程)模式，强调从职业岗位的需要出发，确定能力目标。明确从事行业所应具备的能力，再由学校以能力为目标，设置课程，组织教学，最后考核是否能达到这些能力要求。德国在职业教育领域普遍使用的是著名的双元制职教模式，由企业和学校共同进行职业教学工作，力争将企业的需求与学校的教学沟通融合起来，使培养的学生既具有先进完整的理论知识，又具有现代化工厂所需要的实践技能，达到“学用结合”的效果。德国的物联网主要体现在工业4.0战略上，是为了“确保德国制造的未来”。在职业学校中，物联网更多地体现在自动化、大数据、电子工程等专业和领域。

目前，我国是世界上物联网应用最为积极和广泛的国家之一，围绕着“中国制造2025”战略，工业物联网、大数据、云计算、智慧城市等技术会广泛应用，预计到2020年，物联网产业规模可以达到20000亿元。随着“一带一路”倡议的不断深入，海量的物联网应用项目也会不断地出现在“一带一路”的建设项目中，这必定会需要大量的物联网专业国际化技术人才。

在充分调研美国、德国等物联网产业发达及职业教育先进的国家的专业目标和课程体系的基础上，我们与国内物联网领域知名企业新大陆集团及北京新大陆时代教育科技有限公司紧密合作，对国内和泰国物联网行业对专业人才的需求进行了分析，结合留学生实际的需要，确立了物联网国际化专业的培养目标是“能够胜任物联网系统集成、系统维护、系统操作、产品二次开发、物联网产品售前售后服务等岗位的高素质劳动者和技术技能人才”，主要定位于“物联网系统集成工程师”和“物联网运维工程师”这两个岗位并明确了岗位核心目标，即：能够在物联网应用系统的感知层、网络层和应用层三个层面实施工程建设、运行管理和系统维护。专业的核心能力主要包括：感知层设备安装(传感器、RFID等设备)、网络建设、环境搭建和软件部署、软件二次开发等。

(二)应用EPIP教学模式，调整专业课程体系

EPIP职业教学模式是我国吸收了德国、美国等先进的职教理念和方法，结合我国的实际情况，是一种教育界与产业界互动,以实际工程项目为导引,以实践应用为导向,以创新能力培养为目标,以项目实践为统领的应用型技术技能型人才培养新途径。

在物联网专业国际化教学过程中，以鲁班工坊为课程教学平台，按照“学徒工人——技术员——现场工程师”的递进式三层次培养目标重组物联网专业课程内容，遵循工程规律，用工程化的方法培养学生，强调“做中学”，突出以工程项目实践为统领的物联网应用型技术技能人才培养模式。针对于EPIP教学模式，我们对物联网国际化专业的课程体系进行了调整，所有的专业课程围绕着“物联网工程实施与维护”这条主线展开，专业课程体系如图1所示。

图1 专业课程体系

留学生在学习之初就开始接触物联网工程实施知识并进行实践操作，通过对物联网设备的安装与调试操作引出对相关知识的学习需求，逐渐地扩展出网络技术、WSN技术、RFID技术、软件开发技术等物联网相关知识和技术。通过对这些知识和技术的学习，促进设备安装调试水平的提高，形成螺旋式反复进行，不断上升的学习训练形式，专业技能从物联网设备的安装与调试逐渐地拓展为物联网工程实施与维护，使学生的专业素质从学徒工人逐步提升为专业现场工程师。

(三)优化教学阶段

为了更好地与泰国现有教学体制和课程相对接，物联网国际化专业教学被 分成泰国教学和中国教学两个部分，学制三年，分成0.5+0.5+1.5+0.5四个阶段。

1.留学生在泰国进行0.5年(1学期)的专业学习，主要学习公共基础课和计算机基本操作，同时将“物联网技术导论”、“电子技术”等专业基础课程前置到这个阶段。借助鲁班工坊项目，中泰双方形成定期相互学访的机制。每年利用假期，泰国师生到中国进行1个月的物联网专业培训，中国教师到泰国对泰国教师进行2-3周的师资培训，通过学访，使留学生更快地了解物联网，认识物联网体系结构并熟悉相关技术。

2.留学生在中国专门进行为期0.5年(1学期)的汉语学习，系统地学习汉语知识以及中国文化。学习后应达到汉语四级或以上的水平，为后续的专业课程学习打好语言基础。

3.留学生在中国进行1.5年(3学期)的物联网专业学习，由中国教师任教，系统地学习有关物联网感知层、传输层和应用层软、硬件设备安装调试和开发的专业知识，并进行相应的实训。主要开设的课程包括：传感器安装与调试、计算机网络应用、C语言程序设计、单片机技术与应用、无线传感器网络技术、网络层设备安装与调试、RFID系统安装与调试、物联网应用程序开发，等。同时，为了进一步提高学生的汉语水平，每个学期还开设一定数量的中文强化课程，使学生能够具备更强地汉语听、说、写的能力，促进专业课程的学习。

4.留学生回泰国相关企业进行0.5年的毕业顶岗实习。通过四个阶段的教学，使留学生能够具备物联网专业核心能力，达到专业培养目标的要求。

(四)优化实训室配置

为配合4个阶段的教学实施，借助鲁班工坊平台，分别对泰国的鲁班工坊物联网实训室和国内的工程实践创新体验中心物联网实训室的专业教学设备进行配置优化，使它们能够更好地服务于物联网专业国际化教学。泰国鲁班工坊侧重于物联网应用场景和技术体验，配置物联网应用场景体验沙盘、VR智慧农业、物联网真实场景体验套件等实验实训设备。通过这些设备，满足专业基础课程学习的要求，使学生更快地理解物联网应用场景、体系结构和相关技术。中国的工程实践创新中心则侧重于物联网具体技术和工程实践的学习，配置NEWLab实训平台、RFID实训系统、物联网工程实训系统等设备。通过这些设备，满足专业课程的学习要求，使学生能够具备物联网工程实施、维护、使用和软件开发等物联网专业核心能力。

(五)按照EPIP教学模式重组课程体系

充分吸收国际先进国家在物联网领域优秀职业课程体系和内容，按照EPIP教学模式，梳理并建立起物联网国际化专业的课程体系和教学内容，以鲁班工坊为课程教学平台，遵循工程规律，用工程化的方法培养学生，突出以工程项目实践为统领的物联网应用型技术技能人才培养模式。目前针对于“物联网工程实施与维护”这个专业核心能力的培养，对“传感器安装与调试”、“计算机网络”等课程内容按照“学徒工人——技术员——现场工程师”的递进式三层次培养目标进行了重组。在教学中先让学生进行实践操作，强调“做中学”，让学生在做出发现问题，提出问题；教师根据问题讲解相关的理论知识并解答问题；学生再重新实践操作解决问题。通过这种螺旋上升式学习过程，使学生逐步具备现场工程师的能力。

(六)开发国际化教学资源

开发国际化的专业教材和教学资源可以有效地提升教学效果。在对物联网泰国留学生的教学过程中，自主编写中英双语的物联网专业教材，并与企业合作，开发中、英、泰三语的物联网设备安装、调试、开发实训仿真软件以及部分课程微视频和教学文档资源。通过这些资源，可以更好地实施EPIP教学，使留学生能够方便地阅读并操作，有效地提升教学质量。目前，通过以上方式培养的泰国物联网专业留学生两次参加全国职业院校技能大赛物联网技术应用赛项的比赛并获奖，受到各界的一致好评。

综上所述，在中泰鲁班工坊物联网专业国际化教学过程中，我们围绕专业培养目标，采用EPIP的教学模式开展教学，取得了一定的成绩。当前，鲁班工坊项目已经上升到国家层面，物联网专业的国际化教学合作会越来越广泛，也会有更多的资源和问题需要我们进一步地开发、研究和解决。